‘Trova e sostituisci’: con il Crispr la scienza riscrive il Dna dell’uomo

IL PROCESSO DI EDITING GENOMICO PER CURARE MALATTIE, MODIFICARE SPECIE ANIMALI E VEGETALI

L’uomo si è da sempre interrogato sulle origini della vita sulla Terra e, attraverso la scienza, trovato risposta ai suoi quesiti. Gli strumenti di cui disponiamo oggi sollevano nuovi inquietanti interrogativi di natura etica relativi alla rivoluzione tecnologica che si sta attuando in campo biomedico. L’evoluzione è un processo naturale dell’uomo: adattarsi per sopravvivere, cambiare per migliorarsi. Ma oggi, con mezzi potentissimi a nostra disposizione come quelli per modificare il Dna, verso cosa ci conduce? Ci stiamo forse dirigendo verso un futuro in cui la vita nascerà in provetta?

Questi i temi discussi martedì 8 maggio nell’Aula dei Filosofi della sede centrale dell’Ateneo di Parma, dove si è svolto il quarto appuntamento del ciclo di letture magistrali Bioetica/Scenari curato dal Centro Universitario di Bioetica. L’incontro, moderato dal professore Antonio D’Aloia, ha ospitato la biologa e giornalista de Il Corriere della Sera Anna Meldolesi, autrice del libro ‘E l’uomo creò l’uomo’ (2017) . Il testo si fa cronaca degli sviluppi relativi all’innovativo sistema utilizzato nei laboratori per modificare il Dna: il ‘Crispr’, una nuova tecnologia in grado di intervenire sul patrimonio genetico di qualsiasi specie. Parafrasando il nome con una traduzione italiana, il processo vuole infatti “Correggere, Ritagliare o Inserire una Sequenza Prescelta per garantire la Riparazione del Dna”.

COS’E’ L’EDITING GENETICO – Si tratta di una procedura di intervento ben diversa da quella compiuta generalmente dall’ingegneria genetica. Il Crispr consente, difatti, non solo di spostare pezzi di Dna ma anche intervenire sulla collocazione originaria delle molecole modificando direttamente le ‘lettere’ (A, C, G e T) della sequenza genetica. Questa nuova tecnologia, in grado di apprendere ed eseguire complesse procedure, rappresentauno strumento innovativo al servizio della medicina. Entrando nel dettaglio del suo funzionamento, indicata una sequenza da modificare o eliminare, tramite un enzima base (Cas9), il Crispr interviene ritrovando la sequenza designata in maniera sistematica in tutto il Dna. “Prende il nome di ‘editing genetico’– spiega la relatrice Anna Meldolesi – perché è facilmente assimilabile al comando ‘trova e sostituisci’ di un qualsiasi programma di videoscrittura che elimina i refusi dal libro della vita“.
Il Crispr è paragonabile “a un coltellino svizzero” perché anch’esso strumento multiuso: nel modello base possiamo pensarlo composta da una bussola che porta la macchina molecolare a destinazione, da una morsa per legarsi al Dna e da un paio di forbici molecolari per reciderlo, così da cambiare poi la sequenza.

Oggi la tecnica si è evoluta acquisendo nuove funzionalità: cancellare le basi riscrivendole senza tagliarle o evidenziare le sequenze di interesse.
Si tratta di una ‘macchina’ facilmente riprogrammabile, basta fornire nuove istruzioni alla particella per rimetterla in moto con un diverso compito. “È estremamente semplice da utilizzare, poche nozioni standard di biotecnologia e qualche settimana di lavoro consentono di portare a termine un esperimento”, garantisce la biologa.
Le innovazioni portate da Crispr hanno permesso di riaprire filoni di ricerca fermi per difficoltà tecniche, sviluppando metodi del tutto nuovi. “Crispr è una rivoluzione nel campo della scienza di base, abbiamo finalmente uno strumento in grado di studiare i geni secondo metodi che fino a poco tempo fa erano inimmaginabili e grazie al quale stiamo imparando costantemente qualcosa in più sul funzionamento del genoma”. Un sistema rivoluzionario programmabile e semplice, ad alta precisione, che comporta spese irrisorie (100/200 dollari per un’operazione radicale).

LA GENESI DI CRISPR –  Secondo l’ospite dell’incontro “la scienza è impresa collettiva”. Crispr è stato infatti frutto di una cooperazione internazionale. Nel 2012 il genetista George Church, il chimico Jennifer Doudna, il biochimico Feng Zhang e la microbiologa Emmanuelle Charpentier sviluppano questa nuova tecnologia prendendo spunto dai microbi. L’evoluzione batterica, infatti, può contare sull’ausilio di un sistema immunitario in grado di utilizzare una tecnica, acui si è ispirato il team internazionale per la creazione dello strumento, che preserva l’organismo. Il batterio per difendersi da un virus che si introduce nel suo Dna produce molecole di Rna incaricate di creare un “identikit” del virus che, caricato a bordo di una proteina sentinella (Cas9) per cercare i corrispondenti dell’identikit, viene tagliato e degradato per frenare l’insorgenza dell’infezione. Questo il sistema naturale su cui i biotecnologi si sono basati per creare Crispr. Lo scopo è curare e prevenire l’insorgenza di una malattia genetica.

Processo affascinante dello sviluppo scientifico attuale, il Crispr rappresenta una tecnica efficace che solleva, però, diverse questioni etiche relative alla sua applicazione. Essa offre opportunità in svariati campi della biotecnologia, ha applicazione in qualsiasi settore: dalla produzione di biocombustibile allo sviluppo di piante resistenti a cambiamenti climatici e parassiti, ma, soprattutto in campo biomedico. Un altro ambito, poi, è quello della terapia genetica, ovvero curare e correggere i difetti genetici delle cellule nell’individuo malato. A differenza delle terapie classiche, il Crispr consente di correggere il gene difettoso ed essenziale risulta la pratica ai fini di analisi di geni e malattie genetiche. “Non si potrà mai arrivare ad una tecnologia infallibile, nella medicina non esiste lo standard 0 errore – spiega Anna Meldolesi – ma attraverso questa nuova tecnologia sarà possibile ottenere un’affidabilità quasi totale atta a prevenire e curare anche quelle malattie che credevamo essere letali e incurabile.”

IN ITALIA – Un ambito di cui non si parla molto, inoltre, è quello dei ‘gene drive‘, applicazione ambiziosissima che permette la diffusione di geni specifici all’interno di un’intera specie. Tra le zanzare, ad esempio, l’applicazione di gene drive sarebbe utile per combattere la diffusione di malattie come la malaria, creando, difatti, zanzare resistenti al plasmodio o producendo esemplari solo maschi o rendendo sterili le femmine. Questi approcci sono tentati in laboratorio e, attualmente, l’Italia è in prima linea nella ricerca.
A Terni si trovano infatti alcuni laboratori dove viene studiato il comportamento di zanzare geneticamente modificate simulando diverse condizioni ambientali. Gli aspetti di rischio sono tanti, modificare intere specie significa affrontare diverse problematiche: dall’impatto ecologico alle questioni etiche-ambientaliste. Questo tipo di iniziativa implica una collaborazione su scala mondiale e richiede un dialogo con le popolazioni locali. Il progetto potrebbe portare a simulazioni più realistiche all’interno delle biosfere e, se si ottenesse il consenso politico, si potrebbe procedere con l’immissione nell’ambiente di ‘nuove’ specie. Se un tale obiettivo fosse raggiunto, si garantirebbe l’eliminazione di malattie come la malaria, causa di morte per centinaia di migliaia di persone ogni anno che tiene sotto scacco un intero continente, impedendone la crescita e lo sviluppo economico.

LE CONTROVERSIE ETICHE L’editing germinale, infine, altro settore di interesse di Crispr, riguarda le cellulare degli embrioni: si tratta di un tipo di manipolazione che può determinare un cambiamento generazionale. Settori come questo sono particolarmente controversi e necessitano un’elaborazione di tipo bioetico e disciplinare.
Gli embrioni, ad oggi, editati sono stati sottoposti alla terapia esclusivamente per scopi medici. Sono stati modificati quelli che causano malattie o geni per lo studio dello sviluppo embrionale con l’obbiettivo di migliorare l’efficacia della fecondazione assistita. In nessun caso gli embrioni editati sono stati portati allo sviluppo in utero e quindi non sono state avviate gravidanze. L’approccio è ancora molto cauto e non ci si è avvicinati al fantasma delchildren design‘, la modificazione del genoma a scopo di potenziamento.

Un altro argomento importante, dal punto di vista giuridico ed etico, è l’utilizzo di Crispr in campo agrario. In Italia la ricerca è stata bloccata perché le piante editate vengono classificate come organismi geneticamente modificati (Ogm). L’applicazione di Crispr nel settore agrario potrebbe essere, però, particolarmente favorevole al contesto italiano, data la presenza di colture con genotipi di elevato valore, come ulivi e viti, con grandi problemi di parassita.

Il Crispr sta cambiando il modo di fare ricerca all’interno dei laboratori. “Il fatto che questa tecnica abbia le potenzialità per eliminare alcune delle patologie più gravi nel mondo non può far altro che generare grande entusiasmo e speranze”, afferma Anna Meldolesi.
Si è ancora lontani da un tale obiettivo, e c’è inoltre da considerare che molti geni causa di malattie hanno anche aspetti positivi e la loro rimozione rischierebbe di esporre il paziente ad altri tipi di patologie. La ricerca procede quindi con estrema cautela, stretta nella morsa della controversia tra scienza e coscienza. Un braccio di ferro che vede la naturale propensione al progresso dell’uomo lottare contro una responsabilità etica ineluttabile. “Non credo che il genoma sia intoccabile, l’evoluzione è un processo che è andato avanti a compromessi e non è detto che abbia prodotto la cosa migliore che potesse produrre; io credo sia lecito immaginare di migliorarla e magari provarci”, conclude la biologa.

 

di Vittoria Fonzo e Riccardo Tonelli

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